《电力拖动自动控制系统》--运动控制系统

第二章1、数字控制系统的被测转速由1n变为2n时，引起测量计数值改变了一个字，则测速装置的分辩率定义为Q=1n-2n。要使系统控制精度越高，则（B）2。A.Q越大B.Q越小C.1n越大D.1n越小2、根据Shannon采样定理，采样频率samf应不小于信号最高频率maxf的(B)倍。2A.0.1B.2C.5D.103、采样后得到的离散信号本质上是(A)信号，还须经过数字量化，即用一组数码（如二进制码）来逼近离散模拟信号的幅值，将它转换成数字信号，称为数字化。2A.模拟B.数字C.开关D.采样4、PI调节器是拖动控制系统中最常用的一种控制器，在微机数字控制系统中，当采样频率足够高时，可以先按模拟系统的设计方法设计调节器，然后再离散化，就可以得到数字控制器的算法，这就是（D）调节器的数字化。2A.数字B.自动C.离散D.模拟5、在微机控制系统中，当采样频率足够高时，先按模拟系统的设计方法设计调节器，然后再离散化，得到数字控制器的算法，这就是(模拟调节器)的数字化。26、图2-1绘出了比例积分调节器的输入输出动态过程，PI调节器的输出电压Uc有快速响应性能和消除调速系统的(静差)。2图2-17、数字PI调节器有位置式和增量式两种算法，下式表述的是差分方程为（位置式）算法。21)(kkekekuuTKKisamip8、图2-1为转速反馈控制直流调速系统的动态结构框图，请在上面圈画出直流电机的模型2图2-19、比例控制的闭环直流调速系统具有被调量有静差、抵抗扰动、服从给定以及精度依赖于给定和反馈检测精度的三个基本特征。----------------------------------------（）2-P3110、图3-3表示的是额定励磁下交（直）流电动机的动态结构图。（）2-P28图3-311、调速系统的两个动态（稳态）性能指标是“调速范围”和“静差率”。----------------------------------------（F）2-P2112、由下式可知，一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所需要静差率的转速可调范围sSDnnNN1。（T）2-P23第三章1、直流电机的转矩与电枢电流（Ｂ），控制电流就能控制转矩，因此，把直流双闭环调速系统转速调节器的输出信号当作电流给定信号，也就是转矩给定信号。3A.成反比B.成正比C.相关D.相等2、在双闭环直流调速系统，当ASR不饱和时，转速环(A)，整个系统是一个无静差调速系统，而电流内环表现为电流随动系统。3A.闭环B.开环C.恒值D．变量3、为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用（B）调节器，构成双闭环直流调速系统。3A.PB.PIC.PDD.PID4、为了防止逆变器逆变颠覆，在电流调节器ACR输出电压为零时，应整定触发脉冲输出相位角为(C)。3A.minB.minC.=minD.=min5、控制系统的抗扰性能指标包括：(动态)降落Cmax；(恢复)时间tv。-------------------------------------------3-P676、具有典型I型的调速系统中，为了获得快速的动态响应，通常采用0ξ1（欠阻尼）状态。3-P697、控制系统的跟随性能指标包括：上升时间tr；（超调量）σ与峰值时间tp；（调节时间）ts。3-P668、直流电动机双闭环系统中转速调节器作用：a、使转速n跟随给定电压Un变化，稳态时减少转速误差，b、对负载变化起抗扰作用，c、其出限幅值决定电动机允许的(最大电流)。3-P659、电流调节器的作用：作为外（内）环的调节器，在转速环的调节过程中，使电流跟随Ui变化;对电网电压的波动及时抗扰;在转速动态过程中，保证电动机允许的最大电流；电机过载时，限制电枢电流。---------------------------------------------------------------（）3-P6510、在动态性能中，一般来说，典I型系统的跟随性能超调小，但抗干扰性能稍差，而典型Ⅱ型系统的超调量相对较大，抗扰性能却比较好。--------------------------------------------（T）3-P7711、实际控制系统的传递函数不能简单的校正成典型系统，通常要对高频段小惯性环节，高阶系统的降阶和低频段大惯性环节作近似处理。-------（Ｔ）3-P7712、双闭环直流调速系统的启动过程的特点有饱和非线性控制，转速超调和准时间最优控制。--------------------------------------（）3-P64简答题:1、参照图４．１分析直流PWM可逆调速系统中，从电动机状态正向工作变换到反向工作的过程。P99答：系统原有平均电枢电流Id为正，电动机作正向电动运行，如图中的第I象限的a点。在系统获得反向运转指令后，电动机不会立刻进入反向电动工作状态，它要经过以下的过渡过程：电动机的平均电枢电流Id先从正向Idl降低为零，在图中是a点过渡到b点；然后从零反向上升到允许的制动电流I-dm，其大小受电流环控制，在图中是从b点过渡到c点。在c点PWM变换器VT2、VT3和VD1、VD4交替工作，直流电动机工作在回馈制动状态，位于第Ⅱ象限.电动机的转速将减到0，如图中从c点过渡到d点。从d点开始，直流电动机进入了反向起动状态。2、请解释分析什么是正弦波永磁同步电动机矢量控制系统？P2433、简答V-M可逆直流调速系统的制动过程中的它组逆变阶段？P108答：ACR调节器退饱和的唯一途径是反向电流-Idm的超调，此超调表示了制动轨迹图中的电动机恒值电流制动阶段的开始：ACR输出电压Uc退出饱和，进入闭环工作状态，其控制目标是维持IIdmd-。由于ACR是I型系统，电流调节系统的扰动是电动机的反电动势，它是一个线性渐减的扰动量，所以系统做不到无静差，而是接近于I-dm。因而UUdordofE0dtdLId，，电动机在恒减速条件下回馈制动，把机械动能转换成电能，其中大部分通过VR逆变回馈电网，这称为它组逆变阶段。4、请解释分析什么是梯形波永磁同步电动机（无刷直流电动机）的自控变频调速系统？P2315、简答V-M可逆直流调速系统的制动过程中的它组整流阶段。P108答：当主电路电流Id下降过零时，本组逆变终止，自然环流系统立即转到反组VR工作，开始通过反组制动，直到制动过程结束，统称“它组制动阶段”，它组制动又分第Ⅱ第Ⅲ两部分，开始时，Id过零并反向，直至到达-Idm以前，ACR并未脱离饱和状态，其输出仍为-Ucm。这时，Udof和Udor的大小都和本组逆变阶段一样，但由于本组逆变静止，电流变化延缓，dtdLId的数值略减，使UUdordofE-dtdLId，反组VR由“待整流”进入整流，向主电路提供-Id。由于反组整流电压Udor和反电动势E烦人极性相同，反向电流很快增长，电机处于反接制动状态，转速降低，这称为它组整流阶段。6、在自控变频同步电动机中，因为电机核心部件的不同，使得名称上有所区别，试列出三种以上的电机，并简单介绍其差别。P231答：1）无换向器电动机。采用了电子换相取代了机械式换向器，因而得名，多用于带直流励磁的同步电动机。2）正弦波永磁自控变频同步电动机。以正弦波永磁同步电动机为核心，构成的自控变频同步电动机。正弦波永磁同步电动机是指当输入三相正弦波电流、气隙磁场为正弦分布，磁极采用永磁材料的同步电动机。3）梯形波永磁自控变频同步电动机即无刷直流电动机。以梯形波永磁同步电动机为核心的自控变频同步电动机，由于输入方波电流，气隙磁场呈现波形分布，性能更接近于直流电动机，但没有电刷，故称无刷直流电动机。7、简答V-M可逆直流调速系统的制动过程中的本组逆变阶段？P108答：在正向制动过程以前，电动机处于正向电动稳定工作状态，由于ASR、ACR调节器的倒相作用，所以参数的极性为：UUUcin-。VF组（本组）工作在整流状态；在自然环流系统中VR组工作在待逆变状态，在逻辑无环流系统中，VR组（它组）的移相触发环节处于待工作状态，发出停车指令后，转速给定电压Un突变为零，进入电动机制动过程中的正向电流衰减阶段：UUUUcmcimi-0UUnn，使本组由整流状态很快变成minf的逆变状态，同时反组由待逆变状态转变成待整流状态。在VF-M回路中，由于本组变成逆变状态，Udof的极性变负，而电动机反电动势E极性未变，迫使Id迅速下降，主电路电感迅速释放储能，企图维持正向电流，这时UUdordofE-dtdLId，大部分能量通过本组回馈电网，所以称为本组逆变阶段。8、简述同步电动机的起动过程。P228答：当同步电动机在工频电源下起动时，定子磁动势Fs立即以同步转速nfnpN160旋转。由于机械惯性的作用，电动机转速具有较大的滞后，不能快速跟上同步转速；转矩角θ以2π为周期变化，电磁转矩呈现正弦规律变化，在一个周期内，电磁转矩的平均值等于零，即0Teav，故同步电动机不能起动。在实际的同步电动机转子都有类似笼型异步电动机的起动绕组，使电动机按异步电动机的方式起动，当转速接近同步转速时再通入励磁电流牵入同步。仿真题1、根据所给的电流环直流调速系统参数，填写接线图相应的参数，并画出要求的波形图。设计分析：绘出电流超调量σ≦0%、和σ≦16.3%的电流输出状态波形。1．（1/(0.002s+1)）2．（1.013）3．（40/(0.00167s+1)）4．（2/(0.03s+1)）5．（0.5/0.18s）6．（33.767）7．（0.05/(0.002s+1)）无超调的参考的波形图σ≦0%KT=0.250.5067+16.89/s超调量较大的波形图σ≦16.3%KT=1.02.027+67.567/s2、根据所给的转速负反馈闭环调速系统参数，填写接线图相应的参数，并画出要求的波形图。6、PI调节器的值暂定为Kp=0.8,1/τ=151．（0.56）2．（44/(0.00167S+1)）3．（1/(0.00167S+1)）4．（1/0.075S）5．（1/0.192）6．（11.43）7．（0.01）超调量较大的波形图（Kp=0.8,1/τ=15）3、根据所给的转速环直流调速系统参数，填写接线图相应的参数，并画出要求的波形图。1．（11.7）2．（1/(0.002s+1)）3．（1.013）4．（40/(0.00167s+1)）5．（2/(0.03s+1)）6.（0.5/0.18s）7．（1/0.132）8.（134.5）9．（33.767）10．（0.05/(0.002s+1)）11．（0.007/(0.01s+1)）转速环满载高速起动的波形图（在负载电流IdL(s)的输入端加上负载电流）4、根据所给的转速负反馈闭环调速系统参数，填写接线图相应的参数，并画出要求的波形图。6、PI调节器的值暂定为Kp=0.25,1/τ=31．（0.56）2．（44/(0.00167S+1)）3．（1/(0.00167S+1)）4．（1/0.075S）5．（1/0.192）6．（11.43）7．（0.01）按题目无超调的波形图（Kp=0.25,1/τ=3）7、根据所给的转速环直流调速系统参数，填写接线图相应的参数，并画出要求的波形图。1．（11.7）2．（1/(0.002s+1)）3．（1.013）4．（40/(0.00167s+1)）5．（2/(0.03s+1)）6.（0.5/0.18s）7．（1/0.132）8.（134.5）9．（33.767）10．（0.05/(0.002s+1)）11．（0.007/(0.01s+1)）转速环满载高速起动的波形图（把负载电流设置为136，满载起动）8、根据所给的转速负反馈闭环调速系统参数，填写接线图相应的参数，并画出要求的波形图。1．（0.56）2．（44/(0.00167S+1)）3．（1/(0.00167S+1)）